精準(zhǔn)的類(lèi)比電路設(shè)計(jì)者常常依靠電壓參考來(lái)為DAC和ADC轉(zhuǎn)換器供電，但這其實(shí)已經(jīng)超出了電壓參考的基本職責(zé)范圍，因?yàn)殡妷簠⒖急緛?lái)只是為了替轉(zhuǎn)換器的參考輸入提供一個(gè)干凈、精準(zhǔn)和穩(wěn)定的電壓。

在不違反相關(guān)注意事項(xiàng)的情況下，用電壓參考供電通常也是可行的，這也是因應(yīng)電流日益提高的應(yīng)用時(shí)，人們總希望采用電壓參考的原因。畢竟，如果電壓參考可以為轉(zhuǎn)換器供電，那為什么不能為類(lèi)比訊號(hào)鏈路或其他轉(zhuǎn)換器及更多的零組件供電呢？

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多時(shí)候需要在精準(zhǔn)度和功率間做出抉擇。如果采用比較「暴力」的方法，則會(huì)在需要高精準(zhǔn)度時(shí)使用電壓參考，需要毫瓦級(jí)功率時(shí)使用穩(wěn)壓器。這么做除了增加所需電路板空間和成本外，還必須透過(guò)特定路徑單獨(dú)傳送訊號(hào)，即使這些訊號(hào)的標(biāo)稱(chēng)電壓相同。而且，如果需要一個(gè)高精準(zhǔn)度電壓源提供毫瓦級(jí)功率，那么設(shè)計(jì)者就必須對(duì)參考進(jìn)行緩沖。

例如，凌力爾特(現(xiàn)隸屬ADI)提供的LT6658電壓參考具備兩個(gè)低雜訊、高精準(zhǔn)度輸出，總共提供了200mA的輸出電流，以及先進(jìn)的參考規(guī)格，從而克服了這種困境。

線性穩(wěn)壓器提供電壓參考

LT6658是一款精準(zhǔn)的低雜訊、低漂移穩(wěn)壓器，兼具參考的準(zhǔn)確度指標(biāo)和線性穩(wěn)壓器的性能。擁有10ppm/℃的漂移和0.05%的初始準(zhǔn)確度。在LT6658的電源側(cè)具有兩個(gè)提供150mA和50mA的輸出，它們各具20mA的主動(dòng)電流汲取能力。為保持準(zhǔn)確度，負(fù)載調(diào)整率為0.1ppm/mA。當(dāng)輸入電壓電源針腳連接在一起時(shí)，電壓調(diào)整率通常為1.4ppm/V；而當(dāng)為輸入針腳提供單獨(dú)的電源時(shí)，電壓調(diào)整率則小于0.1ppm/V。

為了更能理解LT6658的功能及其工作方式，圖1所示則為典型應(yīng)用。 LT6658由一個(gè)能隙級(jí)、一個(gè)降低雜訊級(jí)和兩個(gè)輸出緩沖器組成。能隙級(jí)和兩個(gè)輸出緩沖器單獨(dú)供電，以提供卓越的隔離度。每個(gè)輸出緩沖器都有一個(gè)開(kāi)爾文感測(cè)回授針腳，以提供最佳負(fù)載調(diào)節(jié)。

降低雜訊級(jí)由一個(gè)400Ω電阻組成，還為連接一個(gè)外部電容提供了針腳。這個(gè)RC網(wǎng)路發(fā)揮了低通濾波器的作用，限制了能隙級(jí)雜訊的頻寬。外部電容可以任意大，以將雜訊頻寬減小到非常低的頻率。

電流供應(yīng)和吸收

作為一個(gè)穩(wěn)壓器，LT6658從VOUT1_F針腳提供150mA，從VOUT2_F針腳提供50mA，而且這兩個(gè)針腳均吸收20mA。主動(dòng)吸收能力有助于獲得卓越的暫態(tài)響應(yīng)并實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定。暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間很簡(jiǎn)短，同時(shí)保持了卓越的0.1ppm/mA負(fù)載調(diào)整率。

輸出追蹤

如果應(yīng)用有多個(gè)使用不同電壓參考的轉(zhuǎn)換器，那么即使輸出設(shè)定為不同的電壓，LT6658的輸出也會(huì)實(shí)現(xiàn)追蹤，以確保一致的轉(zhuǎn)換結(jié)果。這樣做是可能的，因?yàn)長(zhǎng)T6658的兩個(gè)輸出是透過(guò)公共電壓源驅(qū)動(dòng)。輸出緩沖器進(jìn)行了微調(diào)，可實(shí)現(xiàn)卓越的追蹤效果和低漂移。當(dāng)VOUT1_F上的負(fù)載從0提高到150mA時(shí)，VOUT2輸出的變化小于12ppm。也就是說(shuō)，甚至隨著負(fù)載和工作條件的變化，輸出之間的關(guān)系也能得到良好的保持。

電源抑制和隔離

為了方便實(shí)現(xiàn)卓越的電源抑制和輸出隔離，LT6658提供3個(gè)電源針腳。 VIN針腳為能隙電路供電，VIN1和VIN2分別為VOUT1和VOUT2供電。最簡(jiǎn)單的方法是連接所有3個(gè)電源針腳，以提供1.4ppm/V的典型DC電源抑制。當(dāng)電源針腳單獨(dú)連接時(shí)，VIN1電源切換，針對(duì)VOUT2的DC電壓調(diào)節(jié)是0.06ppm/V。 VIN電源靈敏度最高，在輸出上引起1.4ppm/V的典型變化。電源針腳VIN1和VIN2幾乎不產(chǎn)生影響。

電源管理和保護(hù)

3個(gè)電源針腳有助于控制封裝中消耗功率的多少。當(dāng)提供大電流時(shí)，降低電源電壓以最大限度降低LT6658中的功耗?？巛敵鲈啥藢⒊霈F(xiàn)較低的電壓，從而實(shí)現(xiàn)較低的功耗和較高的效率。

輸出禁止針腳OD關(guān)斷輸出緩沖器，并將VOUT_F針腳置于高阻抗?fàn)顟B(tài)。一旦出現(xiàn)故障情況，如此做便很實(shí)用。例如，負(fù)載可能損壞和短路。外部電路可以感測(cè)到此種情況，這時(shí)兩個(gè)輸出都可以被禁止。這個(gè)功能也可以忽略，這時(shí)當(dāng)OD針腳浮置或連至高位準(zhǔn)時(shí)，弱上拉電流將啟動(dòng)輸出緩沖器。

LT6658采用MSE-16外露焊墊封裝，?JA低至35℃/W。當(dāng)電源電壓為高時(shí)，電源效率將較低，從而導(dǎo)致封裝中產(chǎn)生過(guò)多的熱量。例如，在滿負(fù)載時(shí)，一個(gè)32.5V的電源電壓將在輸出元件上產(chǎn)生30V x 0.2A 的過(guò)量功率。過(guò)量功率的總數(shù)為6W，這將使內(nèi)部晶片溫度上升至比環(huán)境溫度高210℃！為了保護(hù)元件，當(dāng)晶片溫度超過(guò)165℃時(shí)，熱關(guān)機(jī)電路將停用輸出緩沖器。

雜訊

就資料轉(zhuǎn)換器和其他高精準(zhǔn)度應(yīng)用而言，雜訊是一個(gè)重要參數(shù)。在NR(降低雜訊)針腳上增加一個(gè)電容，低雜訊LT6658的雜訊甚至可以變得更低。在NR針腳上的電容與一個(gè)內(nèi)建400Ω電阻器一起，形成了一個(gè)低通濾波器。大型電容降低了濾波器頻率，因此降低了總綜合雜訊。圖3a顯示，提高NR針腳上的電容值所產(chǎn)生的效果。采用10μF電容時(shí)，雜訊滾降至大約7nV/√Hz。

透過(guò)增大輸出電容器，雜訊可以進(jìn)一步降低。當(dāng)NR和輸出電容器都增大時(shí)，輸出雜訊就可以降至幾微伏。使用1μF至50μF的輸出電容，LT6658是穩(wěn)定的。如果并聯(lián)放置一個(gè)1μF的陶瓷電容，那么輸出用較大的電容也可以穩(wěn)定。例如，圖3b顯示了一個(gè)1μF陶瓷電容與一個(gè)100μF聚合鋁電容并聯(lián)的電路。這種配置在降低雜訊頻寬時(shí)仍然保持穩(wěn)定。圖3c說(shuō)明了不同輸出電容值時(shí)的雜訊響應(yīng)。在所有這3種情況下，均有一小型1μF陶瓷電容與一個(gè)較大的電容并聯(lián)。

應(yīng)用

LT6658能夠以相當(dāng)?shù)偷碾s訊精準(zhǔn)地為多種要求嚴(yán)苛的應(yīng)用提供電源。在混合訊號(hào)世界中，資料轉(zhuǎn)換器常常由微控制器或FPGA控制。感測(cè)器為類(lèi)比處理電路和轉(zhuǎn)換器提供訊號(hào)，所有這一切都需要干凈無(wú)雜訊的電源。微控制器可以有幾種電源輸入，包括類(lèi)比電源。作為一般原則，提供給微控制器的有雜訊數(shù)位電源電壓應(yīng)該與干凈精準(zhǔn)的類(lèi)比電源和參考隔離開(kāi)。 LT6658的兩個(gè)輸出提供卓越的通道至通道隔離度、電源抑制和電源電流能力，從而確保為多種敏感的類(lèi)比電路提供干凈的電源。

LT6658也非常適合工業(yè)環(huán)境，能夠用有雜訊電源軌運(yùn)行，而且在一個(gè)輸出上由轉(zhuǎn)換引起的負(fù)載干擾對(duì)于在相鄰輸出的影響非常小。此外，當(dāng)負(fù)載在一個(gè)輸出上需要電流時(shí)，相鄰輸出繼續(xù)追蹤。

圖5所示電路說(shuō)明LT6658在為有雜訊數(shù)位電路供電的同時(shí)，還保持為高精準(zhǔn)度ADC提供一個(gè)安靜、精準(zhǔn)的參考電壓。

LT6658或一個(gè)單獨(dú)的穩(wěn)壓器電源為在一個(gè)通道上驅(qū)動(dòng)一個(gè)有雜訊FPGA電源(VCCIO)和某種混雜邏輯的3.3V電源軌供電，并向另一個(gè)通道上的20位元ADC之參考輸入提供5V電源。透過(guò)在LT6658和穩(wěn)壓器之間切換數(shù)位電源，我們可對(duì)LT6658把一個(gè)通道上的數(shù)位雜訊與驅(qū)動(dòng)20位元ADC之安靜參考輸入的通道相隔離所能達(dá)到的水準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估。如圖5b所示，在ADC的輸入端上使用一個(gè)干凈的DC電源即可推斷雜訊。無(wú)論是由LT6658或是由穩(wěn)壓器電源為FPGA的VCCIO針腳供電，長(zhǎng)條圖并無(wú)明顯的不同，這展示了LT6658堅(jiān)固的穩(wěn)壓和隔離性能。